How soil texture,channel shape and cross-sectional area affect moisture dynamics and water loss in irrigation channels

To enhance the utilization efficiency of farmland irrigation water and reduce the leakage of water conveyance channels, the leakage process of channels was simulated dynamically. The simulated results were compared with data measured in laboratory experiments, and the performance of the model was evaluated. The results indicated that the simulated values of the model were consistent with the observation values, and the R² values varied between 0.91 and 0.99. In addition, based on the laboratory experiments, a water supply system (Mariotte bottles) and soil box were built using plexiglass. Three influencing factors, namely, the channel form, soil texture and channel cross-sectional area, were varied to observe and calculate the resulting cumulative infiltration amount, infiltration rate and wetting front migration distance. HYDRUS-3D software was used to solve the three-dimensional soil water movement equation under different initial conditions. The results demonstrated that the U-shaped channel was more effective than the trapezoidal channel in increasing the utilization efficiency of the water resources. A U-shaped channel with a small channel cross-sectional area should be adopted and the soil particle size should be prioritized in the construction of water conveyance channels for farmlands. The simulation results were in agreement with the observed results, which indicates that HYDRUS-3D is a reliable tool that can accurately simulate the soil moisture movement in water conveyance channels. The research results can provide a reference for the design and operation of farmland irrigation systems.     

南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理*

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。     

2007-2017年中国沙尘气溶胶的三维分布特征及输送过程

利用最新发布的CALIPSO产品，构建了2007-2017年中国沙尘气溶胶的三维分布，并结合HYSPLIT-4模式和再分析数据，探讨了沙尘的三维输送过程。结果表明：中国的沙尘排放源区主要是塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠，沙尘气溶胶出现频率分别为60%和35%。塔克拉玛干沙漠排放的沙尘主要（50%~70%）停留在源地0~6 000 m高度，少部分向东输送至甘肃和内蒙古；巴丹吉林沙漠排放的沙尘则主要向东输送。中国沙尘排放量在春季最大，向东输送最强；夏季，东亚夏季风限制了沙尘向东输送；秋季，沙尘排放减弱，输送强度和夏季相当；沙尘排放量在冬季最小，输送最弱。夏季，沙尘在输送过程中可被抬升至高度5 000 m以上，春季次之，秋、冬季的沙尘主要在低层大气输送。沙尘在向东输送的过程中被抬升并和当地人为污染物混合变为污染性沙尘，华北地区污染性沙尘出现频率高达30%；输送到海洋的沙尘也会与洋面上（0~3 000 m高度）的海盐气溶胶混合，出现频率约为10%。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝(PAC)为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线,并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响,研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素,得到了最佳合成条件,在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1 mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O,同时含有Al(OH)_3、(CaO)_3Al_2O_3·6H_2O及LiCl·H_2O等成分。从吸附结果来看,结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O和非晶态的Al(OH)_3为主成分的吸附剂吸附性能最好。     

琼东南盆地华光凹陷天然气水合物稳定带厚度的影响因素

为了探讨琼东南盆地华光凹陷海底天然气水合物稳定带的分布规律，定量研究了静水压力、底水温度、地温梯度和气源组分对水合物稳定带的影响程度。在此基础上，分析了华光凹陷现今甲烷水合物稳定带的厚度分布。最后，综合各因素的历史演化过程，初步探讨了华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带的演化。结果表明:(1)气源组分和海底温度的变化对研究区内水合物稳定带的影响较大；水合物稳定带厚度与海底温度呈良好的线性负相关性。(2)水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件；超过600 m水深的海域水合物稳定带厚度大部分超过 100 m，其中西北部稳定带的最大厚度超过300 m，是有利的水合物勘探区。(3)华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带厚度经历了快速增厚–窄幅变化–快速减薄和恢复的过程。麻坑群与水合物稳定变化敏感区在空间上具有较好的叠合关系。结合前人的研究成果，推测其形成与天然气水合物的分解释放有关。     

资源环境承载协调理论与评价方法

资源环境承载能力评价是进行国土空间规划和用途管控的基础性工作,越来越受到国家重视。在资源环境承载能力研究实践中,以自然资源环境系统及其与社会经济系统的关系为主要研究对象,创新性提出了"资源环境承载协调理论",并基于此理论初步建立了不同空间尺度的地质资源环境承载能力评价技术方法,构建了地质环境、地下水资源、矿产资源等不同资源环境要素的承载能力评价指标体系,包括承载本底评价指标和承载状态评价指标。规范了不同尺度的资源与环境承载能力评价流程,为有序推动全国、区域及市县尺度的自然单元和行政单元的地质资源环境承载能力评价工作提供了强有力的。     

四川盆地广安地区中二叠统栖霞组岩石特征与沉积环境

四川盆地中二叠统栖霞组勘探发现系列油气，资源潜力巨大。但广安地区中二叠统栖霞组的岩石学特征及沉积环境研究薄弱。在野外地质调查的基础上，结合室内岩石学、岩相学等综合分析，对广安地区栖霞组碳酸盐岩岩石特征、沉积相类型及其古地理展布特征进行了系统研究。结果表明：广安地区栖霞组主要发育亮晶颗粒灰岩、亮晶生物碎屑灰岩、微晶生物碎屑灰岩、微晶颗粒灰岩、生物碎屑微晶灰岩、含生物碎屑微晶灰岩和泥晶灰岩7种岩石类型；碳酸盐岩颗粒主要以生物碎屑为主，部分层位发育球粒；古生物化石以三叶虫、腕足和有孔虫为主，同时可见棘皮类和藻类；栖霞组沉积期主要为碳酸盐岩台地沉积环境，其中栖霞组晚期（栖二段）台缘滩和台内滩较为发育，为该区油气成藏提供了有利条件。     

湍流度随高度的变化及其对城市宏观地形的依赖

分别构建广州主建成区垂直比例尺为1﹕2 000、1﹕1 000和1﹕500的3个建筑物模型，利用大型边界层风洞，在西北和东南两风向下，基于中性流模拟分析了复杂城市地形下湍流度随高度的变化及其对宏观地形的依赖。结果表明：风廓线指数α与不同高度的湍流度之间的关系密切，利用现有模型，根据4类粗糙度边界层和不同垂直比例尺，可确定相应的湍流度随高度变化模型的主要系数，预测精度高。城市地形下最大湍流度面发育在0~0.2 h之间狭窄的范围内。用湍流度形态指数β来表征湍流度随高度的变化，无论城市屋脊还是平坦地形，随着风程区的延伸，廓线的指数α升高，湍流度形态指数β降低。表明同一高度湍流度值具有由迎风区、丘顶区向背风区增高，沿风程逐渐增大的规律，对地形部位和风程的依赖性强，与来流翻越简单地形时的特征一致。     

Progress in Danube Loess and Paleoenvironment Study

Danube loess, located at the westernmost part of the widespread Eurasian loess belt, is one of the most well-preserved aeolian dust deposits in Europe with the basal age dating back over 1 Ma. Owing to its unique location and formation processes, Danube loess plays an important role in understanding the linkage of climate changes in different climate regimes over Eurasian continent and paleoclimatic changes in middle-high northern latitudes. Major research advances of the Danube loess, including compositions, provenance, chronology, stratigraphy and paleoenvironment changes were systematically reviewed and the focuses of future research were suggested. To better understand loess provenance, the compositions of sediments in all the potential source areas should be investigated, and methodological study of provenance indicators and application of multi-proxies approaches need to be carried out. Chronologically and stratigraphically, feldspar luminescence dating and tephrochronology methods should be widely used, and the establishment of a uniform stratigraphic framework and correlation scheme should be constrained by precise chronology. In terms of the paleoenvironment, it is necessary to conduct high-resolution multi-proxies reconstruction of paleoenviroment for the entire loess-paleosol sequence, extending from the last interglacial period (130 ka to present) to interval of last 1 Ma. The future progress in Danube loess is crucial to improving the study of continental paleoclimate comparison and paleoclimate dynamics over the Eurasian loess region.     

不同空间尺度的山洪灾害风险评价模型对比研究

以山洪灾害风险评价的多准则决策模型、最大熵模型、信息量模型三种常见模型为研究对象，选取河西走廊和张掖市为地理区划（大中）、市域（小）空间尺度研究区，构建山洪灾害风险评价指标体系，分别完成基于三种模型的两种空间尺度的山洪灾害风险评价制图，基于甘肃省地质灾害调查与区划报告数据从模型验证、空间自相关、精度对比和尺度效应等角度对比分析三个模型应用于不同空间尺度的适应性，并给出优选模型。结果表明：最大熵模型是河西走廊（地理区划）空间尺度上山洪灾害风险评价的优选模型；多准则决策模型不适用于张掖市（市域）空间尺度评价，且三个模型运行结果均没有河西走廊（地理区划）空间尺度上表现良好；三个模型的尺度效应明显，在地理区划空间尺度上应用较良好，缩小至市域空间尺度上模拟结果误差增大；不同空间尺度上，最大熵模型均优于多准则决策模型和信息量模型，适用于地理区划（大中）、市域（小）空间尺度的山洪灾害风险评价。